Phân lớp dữ liệu sử dụng logic mờ

Đ

Mẫu 3. Trang phụ bìa luận văn (title page)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

PHẠM MẠNH HÙNG

PHÂN LỚP DỮ LIỆU SỬ DỤNG LOGIC MỜ

LuËn v¨n th¹c SÜ KHOA HỌC MÁY TÍNH

THÁI NGUYÊN - 2012

Th¸i Nguyªn - 2012 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

PHẠM MẠNH HÙNG

PHÂN LỚP DỮ LIỆU SỬ DỤNG LOGIC MỜ

Chuyªn ngµnh: Khoa học máy tính

M· sè: 60 48 01

LuËn v¨n th¹c SÜ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Ng-êi h-íng dÉn khoa häc: TS. VŨ MẠNH XUÂN

THÁI NGUYÊN - 2012

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung trong luận văn hoàn toàn theo đúng nội dung

của đề cƣơng đã đăng ký và nội dung các phần trích lục tài liệu hoàn toàn chính

xác. Nếu có sai sót gì tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.

Ngƣời viết

Phạm Mạnh Hùng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i

DANH MỤC CÁC HÌNH...........................................................................................v

DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................ vi

MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHÂN LỚP DỮ LIỆU...........................................3

1.1. Khái quát về phân lớp dữ liệu ..........................................................................3

1.1.1. Các bƣớc tiến hành phân lớp dữ liệu..........................................................4

1.1.2. Chuẩn bị dữ liệu .........................................................................................6

1.1.3. Làm sạch dữ liệu ........................................................................................7

1.1.4. Phân tích dữ liệu.........................................................................................7

1.1.5. Chuyển đổi dữ liệu .....................................................................................7

1.1.6. So sánh các mô hình phân lớp....................................................................8

1.2. Phân lớp dữ liệu với kỹ thuật cây quyết định...................................................8

1.2.1. Khái niệm về cây quyết định......................................................................8

1.2.2. Giải thuật ....................................................................................................9

1.2.3. Rút luật phân lớp từ cây quyết định .........................................................10

1.2.4. Ƣu điểm và hạn chế của cây quyết định...................................................11

1.3. Phân lớp dữ liệu với kỹ thuật mạng Bayes.....................................................12

1.3.1. Định lý Bayes...........................................................................................12

1.3.2. Phân loại Bayes ngây thơ (Bayes đơn giản).............................................12

1.4. Phân lớp dữ liệu với kỹ thuật mạng nơ-ron....................................................13

1.4.1. Cơ sở về mạng nơ-ron ..............................................................................13

1.4.2. Cấu trúc và mô hình mạng nơ-ron............................................................14

1.4.3. Dạng toán học của tổng liên kết ...............................................................15

1.4.4. Dạng của hàm a(f) - Hàm hoạt tính phi tuyến..........................................15

1.5. Phân lớp dữ liệu bằng Fuzzy C- MEANS (FCM)..........................................17

1.6. Phân lớp dữ liệu bằng WEKA........................................................................19

1.6.1. Giới thiệu chung .......................................................................................19

1.6.2. Ứng dụng của phần mềm Weka 3.7.5 vào bài toán phân lớp dữ liệu điểm

của học sinh. .......................................................................................................21

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

iii

1.7. Kết luận chƣơng 1 ..........................................................................................23

CHƢƠNG 2: PHÂN LỚP DỮ LIỆU SỬ DỤNG LOGIC MỜ ................................24

2.1. Tập mờ:...........................................................................................................24

2.1.1. Lý thuyết tập mờ ......................................................................................24

2.1.2. Khái niệm tập mờ .....................................................................................25

2.1.3. Một số định nghĩa cơ bản .........................................................................27

2.1.4. Các phép toán trên tập mờ........................................................................29

2.2. Quan hệ mờ ....................................................................................................31

2.2.1. Khái niệm chung ......................................................................................31

2.2.3. Các phép hợp thành mờ............................................................................38

2.3. Suy diễn mờ....................................................................................................39

2.3.1. Phép suy diễn: “if P then Q” ....................................................................39

2.3.2. Phép suy diễn “if P then Q else Q1” ........................................................40

2.4. Logic mờ.........................................................................................................40

2.4.1. Mở đầu......................................................................................................40

2.4.2. Biến ngôn ngữ và mệnh đề mờ.................................................................41

2.4.3. Các phép kết nối.......................................................................................43

2.5. Phân lớp dữ liệu dựa trên quan hệ mờ............................................................45

2.5.1. Cơ sở lí thuyết ..........................................................................................45

2.5.2. Phân hoạch các đối tƣợng mờ trong bài toán thực tế ..............................45

2.5.3. Quan hệ mờ trong phân lớp dữ liệu..........................................................46

CHƢƠNG 3: CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM..................................................................50

3.1. Khái niệm chung bài toán phân lớp................................................................50

3.2. Bài toán minh họa sự phân lớp các đối tƣợng mờ..........................................51

3.2.1. Phát biểu bài toán .....................................................................................51

3.2.2. Thuật toán.................................................................................................51

3.3. Thử nghiệm bài toán ứng dụng phân lớp bằng logic mờ ............................52

3.4. Kết quả thử nghiệm .....................................................................................55

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................61

TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................63

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

iv

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT



Phép hội



Phép tuyến



Lƣợng từ với mọi



Phép giao



Phép hợp



Phép kéo theo



Tập rỗng



Phép thuộc



Lƣợng từ tồn tại



Phép tƣơng đƣơng

┐ Phép phủ định



Chứa trong

× Tích đề các

CSDL Cơ sở dữ liệu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn